ترجمه مقاله با عنوان
مدلسازی آماری قیمت های بازار های لحظه ای برای محیط های ابری عمومی
چکیده
افزایش تقاضا برای استفاده از منابع ابری عمومی باعث شکل گیری رابطه بده بستان بین قیمت، عملکرد و اخیرا اعتماد پذیری شده است. بازار های لحظه ای آمازون باعث شکل گیری گزینه های مناقصه ای رقابتی برای کاربران ابرهای عمومی و با قیمت ناچیز و البته بدون قابلیت اعتماد به خدمات شده است. اعتقاد بر این است که بازار های لحظه ای آمازون باعث کاهش هزینه های ماهانه کاربران ابری می شود، با این حال با توجه به ادبیات پژوهشی به نظر می رسد تا کنون ویژگی ها و مشخصات آنها مورد بررسی قرار نگرفته است. به اعتقاد ما ویژگی های Sis در طراحی الگوریتم های زمان بندی و مکانیستم های تحمل خطا در محیط های ابری عمومی بازار های لحظه ای از اهمیت مضاعفی برخوردار است. در مقاله حاضر، تحلیل مقایسه ای SIs بر پایه تاریخچه قیمت یک ساله مراکز داده EC2 در آمازون انجام شده است. بدین منظور، گونه های مختلفی از SIs ها از نظر قیمت نقدی و زمان بین قیمتی (زمان بین تغییر قیمت ها) مورد تحلیل قرار گرفته و پویش های زمانی برای قیمت های نقد (لحظه ای) به صورت یک ساعت در روز و روز در هفته تعیین شد. افزون بر این، یک مدل آماری مناسبت با این دو مجموعه داده پیشنهاد شد. نتایج حاکی از آن است که می توان با ترکیب توزیع Gaussians همراه با سه یا چهار مولفه دیگر، اقدام به مدلسازی پویش های قیمت لحظه ای و همچنین زمان بین قیمت ها در هر SI نمود. این مدل پیشنهادی بر اساس شبیه سازی های متعددی مورد بررسی قرار گرفته و نشان داده شده است که این مدل تحت شرایط واقع گرایانه دارای میزان قابل قبولی از دقت و صحت است.
مقدمه
با توجه به افزایش تقاضا برای استفاده از سیستم های رایانشی نظیر منابع ابری عمومی، رابطه بده بستانی بین قیمت و عملکرد شکل گرفته است. یکی از انواع بخصوی خدمات ابری، که تحت عنوان زیرساختار به عنوان خدمات IaaS شناخته می شود، با ظرفیت ها و انبارش های مختلف، در قالب ماشین های مجازی و همراه با قیمت های مختلف بر پایه پرداخت روزانه (pay as you go) اقدام به ارائه رایانش خام نموده است. به عنوان مثال آمازون نمونه های VM ذخیره شده و به محض تقاضا ارائه می دهد که هر کدام دارای قیمت ثابتی هستند. با این حال، آمازون می تواند این قیمت ها را بر اساس سیاست های شخصی افزایش یا کاهش دهد. در واقع ۶۴ نمونه مختلف با ظرفیت ها و قیمت های گوناگون تحت دو سیستم عامل ( یعنی ۳۲ لینوکس و ۳۲ ویندوز) وجود دارد که توسط آمازون در چهار مرکز داده، دسترسی پذیر شده اند. در جدول شماره ۱ ، قیمت مربوط به سیستم عامل لینوکس ارائه شده است و نمونه هایی که با برچسب هایی نظیر m1, m2,c1 مشخص شده اند، به ترتیب استاندارد هستند، حافظه بیشتری دارند و نمونه های دارای CPU بالا هستند.
در دسامبر سال ۲۰۰۹، آمازون گونه جدیدی از این نمونه ها تحت عنوان بازارهای لحظه ای SI جهت فروش زمان بدون استفاده مرکز داده EC2 آمازون ارائه نموده است. قیمت هر SI، قیمت نقدی یا قیمت لحظه ای به نوع نمونه ها و همچنین تقاضای VM در هر مرکز داده بستگی دارد. در حقیقت، بازار های لحظه ای گزینه های مناسبی برای دو دسته دیگر از بازارها هستند که قیمت کمتری دارند اما اعتمادناپذیر بوده و گزینه های مناقصه ای رقابتی کمتری برای کاربران ابرهای عمومی ارائه می دهند.
بنابراین جنبه دیگری، به نام اعتمادپذیری به روابط بده بستانی موجود اضافه شده است که باعث شده کاربرد سیستم های رایانشی چالش برانگیز تر از قبل به نظر برسد.
به منظور استفاده از Sis، کاربران ابری اقدام به مطرح ساختن یه مناقصه می کنند که معادل با بیشترین قیمتی است که برای استفاده یک ساعته پرداخت می شود. هر گاه قیمت فعلی یک SI برابر یا کمتر از مناقصه کاربر باشد، این نمونه در اختیار وی قرار می گیرد. اگر قیمت SI بیشتر از قیمت پیشنهادی کاربر باشد، در این صورت VM به صورت خودکار توسط آمازون خاتمه یافته و کاربر قادر به پرداخت هزینه برای بخشی از ساعت نخواهد بود. با این حال اگر کاربر خود VM در حال اجرا را خاتمه ببخشد، باید هزینه کل ساعت را پرداخت کند. آمازون در زمان ایجاد VM ، بر اساس قیمت بازاری SI ، به صورت ساعتی کاربران خود را شارژ می کند.
در این راستا تعداد مطالعات محدودی در مورد نحوه استفاده از Sis جهت کاهش هزینه ماهانه استفاده از رایانش برای کاربران ابری صورت گرفته است. با این حال، در ادبیات پژوهشی آنالیز آماری و مدلسازی SIs دقیقی وجود ندارد. در مقاله حاضر آنالیزی جامع از تمام SIS ها از نظر قیمت لحظه ای و زمان بین قیمت ( زمان بین تغییرات قیمت) در چهار مرکز داده آمازون انجام شده است. افزون بر این یک مدل آماری برای تصرف قیمت های لحظه ای فرار در مراکز داده آمازون پیشنهاد شده است. ویژگی های مهم مطالعه حاضر به شرح زیر است :
- تحلیل آماری تمام SIs های آمازون در مرکز داده EC2 ارائه شده است. همچنین همبستگی زمانی در قیمت های لحظه ای بر اساس ساعت در روز و روز در هفته تعیین شده است.
- قیمت لحظه ای و زمان بین قیمت هر کدام از SI همراه با ترکیبی از توزیع Gaussians مدلسازی شده است. الگوریتم کالیبره سازی مدل نیز برای مشاهده روند قیمت در تاریخچه قیمت های واقعی پیشنهاد شده است.
- میزان دقت و صحت مدل پیشنهادی به کمک مدلسازی در شرایط اجرای واقعی مورد بررسی قرار گرفته است.
Statistical Modeling of Spot Instance Prices in Public Cloud Environments
Abstract
The surge in demand for utilizing public Cloud resources has introduced many trade-offs between price, performance and recently reliability. Amazon’s Spot Instances (SIs) create a competitive bidding option for the public Cloud users at lower prices without providing reliability on services. It is generally believed that SIs reduce monetary cost to the Cloud users, however it appears from the literature that their characteristics have not been explored and reported. We believe that characterization of SIs is fundamental in the design of stochastic scheduling algorithms and fault tolerant mechanisms in public Cloud environments for spot market. In this paper, we have done a comprehensive analysis of SIs based on one year price history in four data centers of Amazon’s EC2. For this purpose, we have analyzed all different types of SIs in terms of spot price and the inter-price time (time between price changes) and determined the time dynamics for spot price in hour-in-day and day-of-week. Moreover, we have proposed a statistical model that fits well these two data series. The results reveal that we are able to model spot price dynamics as well as the inter-price time of each SI by the mixture of Gaussians distribution with three or four components. The proposed model is validated through extensive simulations, which demonstrate that our model exhibits a good degree of accuracy under realistic working conditions.
لطفاً براي ارسال دیدگاه، ابتدا وارد حساب كاربري خود بشويد